ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»
Кафедра технологии и обеспечения гражданской обороны
в чрезвычайных ситуациях
321-2012
Методические указания
к практической и самостоятельной работе студентов
по дисциплине «Пожаровзрывозащита» для направления
подготовки бакалавров 280700.62 «Техносферная
безопасность», профилю «Защита в чрезвычайных
ситуациях» очной формы обучения
Воронеж 2012
Составители: канд. физ.-мат. наук А.Г. Горшков, канд. техн. наук А.В. Звягинцева, д-р техн. наук П.С. Куприенко
УДК 662(07)
Методические указания к практической и самостоятельной работе студентов по дисциплине «Пожаровзрывозащита» для направления подготовки бакалавров 280700.62 «Техносферная безопасность», профилю «Защита в чрезвычайных ситуациях» очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А.Г. Горшков, А.В. Звягинцева, П.С. Куприенко. Воронеж, 2012. 36 с.
Методические указания предназначены для подготовки к семинарским занятиям по решению задач курса «Пожаровзрывозащита» и для самостоятельной работы студентов третьего курса.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MSWord и содержатся в файле «Пожаровзрывозащита» Д.
Табл. 4. Ил. 6. Библиогр.: 5 назв.
Рецензент канд. хим. наук, доц. А.А. Павленко
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
©ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет», 2012
1. Свойства и поведение веществ в раздробленном (дисперсном) состоянии Общие положения
По принятой в России классификации пожаровзрывоопасных веществ и материалов пыли, представляющие диспергированные (раздробленные) твердые вещества выделены в отдельную группу. Это связано с тем, что раздробленность веществ и материалов придает им новые, нехарактерные свойства, резко повышая реакционную способность. Кроме того, дисперсность как величина обратная раздробленности частиц является определяющим фактором в развитии и интенсификации таких поверхностных явлений как адсорбция, смачивание, растекание, капиллярное поднятие и т.д. Они играют важную роль в механизмах горения, развития пожара и его тушения.
Все дисперсные системы минимум двухфазны, т.е. гетерогенны. При этом измельченную часть системы называют дисперсной фазой, а другую − сплошную, в которой распределена дисперсная фаза − дисперсионной средой. Общая классификация дисперсных систем основана на различии в агрегатном состоянии дисперсной фазы и дисперсионной среды. Три агрегатных состояния веществ (твердое, жидкое, газообразное) позволяют выделить девять типов дисперсных систем, многие из которых образуются при пожарах или используются при их тушении. Это аэрозоли, дымы, пыли, порошки, эмульсии, пены и др.
1.1. Количественные характеристики веществ в раздробленном состоянии
Для количественной характеристики дисперсных материалов используют три величины:
Поперечный размер частиц − а [см, м]. Для сферических частиц − это диаметр сферы, для кубических частиц − ребро куба.
Дисперсность (раздробленность) D − величина, обратная поперечному размеру (а) или диаметру частиц (d):
,
[см−1,
м−1].
(1.1)
Физический смысл дисперсности заключается в числе частиц, расположенных на единице длины.
Удельная
поверхностьSуд.
− это площадь межфазной поверхности
S1,2,
приходящаяся на единицу объем дисперсной
фазы V
(объемная удельная поверхность
)
или на единицу ее массы m
(массовая удельная поверхность
):
,
[м2/м3];
(1.2)
,
[м2/кг].
(1.3)
Массовую удельную поверхность можно выразить через объемную, используя плотность вещества ρ:
(1.4)
В общем виде для частиц различной формы удельная поверхность зависит от формы частиц и может быть найдена через дисперсность по формуле:
Sуд = k.D, (1.5)
где k − коэффициент формы, равный 6 для частиц сферической и кубической формы; 4 − для частиц волокнистой формы и 2 − для пленок.
В зависимости от поперечного размера или диаметра частиц различают:
- грубодисперсные системы а (d) ≥ 10−3 см;
- микрогетерогенные 10−5 ≤ а (d) ≤ 10−3 см;
- коллоидно-дисперсные 10−7 ≤ а (d) ≤ 10−5 см;
- истинные растворы а (d) < 10−7 см.